(57)【要約】【課題】実装時に上昇した電子部品と基板の温度を実装後も維持できるようにした基板搬出装置を提供することを目的とする。【解決手段】基板４を上方から加熱するヒートブロック３３が、第１の位置から第２の位置に移動中の基板４を上方から加熱する第１の領域３３ａと、第２の位置から第３の位置に移動中の基板４を上方から加熱する第２の領域３３ｂを備え、第１の領域３３ａと第２の領域３３ｂの温度をそれぞれ独立して調整可能にした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装された基板を加熱しながら後工程に搬出する基板搬出装置であって、
前記基板を上方から加熱する上加熱手段と、第１の位置で電子部品が実装された前記基板を前記上加熱手段の下方に保持して第２の位置に移動させる第１の基板移動手段と、前記第２の位置から後工程への搬出位置となる第３の位置に前記基板を移動させる第２の基板移動手段とを備え、
前記上加熱手段が、前記第１の位置から前記第２の位置に移動中の前記基板を上方から加熱する第１の領域と、前記第２の位置から前記第３の位置に移動中の前記基板を上方から加熱する第２の領域を有し、前記第１の領域と前記第２の領域の温度をそれぞれ独立して調整可能であることを特徴とする基板搬出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装された基板を後工程に搬出する基板搬出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品と基板を加熱し、接合部に熱エネルギを付与しつつ接合するときに、急激な温度変化による基板のクラックや反り等の発生を抑制するため、実装前に基板を予備加熱しておき、実装後には緩やかな速度で徐冷させる機能を備えた実装装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３８５７９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示された実装装置は、基板に生じるクラックや反りに着目した結果、基板を下方からのみ加熱して基板の温度管理を行う構成となっているため、基板の上面側に実装された電子部品については積極的な温度管理が行われることはない。加熱された電子部品と基板は、常温時に比べ熱膨張した状態で接合されるが、電子部品と基板は材質の違いによりそれぞれ熱膨張率が異なるため、実装後の電子部品と基板の両方の温度を適切に管理しないと接合部に応力が集中し、亀裂や破断等の接合不良が生じることがある。
【０００４】
本発明は、実装時に上昇した電子部品と基板の温度を実装後も維持できるようにした基板搬出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の基板搬出装置は、電子部品が実装された基板を加熱しながら後工程に搬出する基板搬出装置であって、前記基板を上方から加熱する上加熱手段と、第１の位置で電子部品が実装された前記基板を前記上加熱手段の下方に保持して第２の位置に移動させる第１の基板移動手段と、前記第２の位置から後工程への搬出位置となる第３の位置に前記基板を移動させる第２の基板移動手段とを備え、前記上加熱手段が、前記第１の位置から前記第２の位置に移動中の前記基板を上方から加熱する第１の領域と、前記第２の位置から前記第３の位置に移動中の前記基板を上方から加熱する第２の領域を有し、前記第１の領域と前記第２の領域の温度をそれぞれ独立して調整可能である。
【発明の効果】
【０００６】
実装後の基板を加熱した状態におくことで実装後の放熱による急激な温度低下を回避し、電子部品と基板の接合状態を良好に維持したまま後工程に移送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の基板搬出装置の構成図、図２は本発明の実施の形態のヒートブロックの側面図、図３は本発明の実施の形態の基板搬出装置の一部拡大図、図４、図５は本発明の実施の形態の基板搬出装置の動作説明図である。
【０００８】
最初に基板搬出装置の構成について図１を参照して説明する。基板搬出装置１によって後工程に搬出される基板は、実装テーブル２で電子部品３が熱圧着された基板４である。実装テーブル２は、基板搬出装置１の基台５に設置された直動テーブル６、７によって水平移動可能である。実装テーブル２の上方には実装ヘッド８が配設されている。実装ヘッ
ド８は下端に電子部品３を吸着し、実装テーブル２の上面に載置されている基板４に向けて下降し、電子部品３の半田バンプ９を基板４の上面の電極１０に圧力をかけながら接触させる。実装ヘッド８に内蔵されているヒータ１１と、実装テーブル２に内蔵されているヒータ１２の発熱によって半田バンプ９が溶融し、電子部品３と基板４を接続する。直動テーブル６、７の駆動により実装テーブル２に載置されている基板４の位置を実装ヘッド８に対して順次変更しながら基板４に複数の電子部品３を実装する。
【０００９】
基板４の搬送方向に対して実装テーブル２の下流側に基板搬送装置２０が配設されている。基板搬送装置２０は、実装テーブル２で電子部品３が熱圧着された基板４を後工程への搬出位置まで搬送する装置である。この搬出位置は、後工程に配置されている基板の搬送装置１００に基板４を受け渡す位置であり、基板搬出装置１はこの搬出位置において基板４を搬送装置１００に受け渡す。
【００１０】
基板搬送装置２０は、一対のコンベアベルト２１と、コンベアベルト２１を水平に張設するプーリ２２、２３と、コンベアベルト２１に駆動力を供給する駆動ローラ２４と、搬送中の基板４を下方から加熱する下加熱手段となるポストヒートブロック２５と、プーリ２２、２３によって水平に張設された一対のコンベアベルト２１の間でポストヒートブロック２５を昇降させ、ポストヒートブロック２５の上面（加熱面）と基板４の下面との距離（クリアランス）を調整するシリンダ機構２６と、一対のコンベアベルト２１の高さを調整するシリンダ機構２７と、水平に張設された一対のコンベアベルト２１によって搬送される基板４の搬送経路を間に形成する一対の搬送ガイド２８とで構成されている。
【００１１】
基板４は幅方向の両端をそれぞれ一対のコンベアベルト２１の水平部分に載置し、一対のコンベアベルト２１の駆動によって長さ方向に搬送される。ポストヒートブロック２５は、プーリ２２、２３によって張設された一対のコンベアベルト２１の水平部分の長さと略同じ長さを有し、搬送中の基板４を下方から常時加熱することができる。
【００１２】
基板移載装置３０は、基板４の搬送方向に延伸されたアーム３１と、アーム３１に下向きに取り付けられた吸着パッド３２と、同じくアーム３１に取り付けられたヒートブロック３３とで構成されている。吸着パッド３２は、図外の真空発生源と連結して基板４の上面を吸着して保持する。基板４の四隅と対応する位置にそれぞれ一個ずつ配置されている。ヒートブロック３３は、基板４の幅方向に離れて配置された吸着パッド３２の間に配設されている。ヒートブロック３３の基板４の長さ方向における長さは、少なくとも最大の長さを有する基板４の長さを考慮して定められるものであり、吸着パッド３２で吸着した基板４の全長がヒートブロック３３の全長に収まるようにする。コンベアベルト２１の水平部分と同程度の長さがあることが望ましい。
【００１３】
ヒートブロック３３の下面は実装後の基板４を上方から加熱する加熱面となっている。図２に示すように、ヒートブロック３３は基板４の搬送方向において２つの領域に分割されている。基板４の搬送方向に対して上流側が第１の領域３３ａであり、その下流側が第２の領域３３ｂである。第１の領域の下面は、吸着パッド３２に吸着された基板４の上面（実装されている電子部品を含む）と対向し、基板４を上方から加熱する。第１の領域３３ａに設けられたストッパ３３ｃは加熱面と基板４の上面との間の距離（クリアランス）を調整する。
【００１４】
第１の領域３３ａは、ストッパ３３ｃによって調整されたクリアランスｃ１の分だけ基板４の上面と距離をおいて対向し、実装テーブル２から基板搬送装置２０に移動中の基板４を上方から加熱する。基板４は、第１の領域３３ａによって上方から加熱されながら基板搬送装置２０のコンベアベルト２１に移載され、コンベアベルト２１に移載された後は第２の領域３３ｂによって上方から加熱されながら後工程への搬出位置に向けて搬送され
る。搬送中の基板４の上面と第２の領域３３ｂとの間の距離（クリアランス）はｃ１より大きいｃ２である。ヒートブロック３３は、第１の領域３３ａと第２の領域３３ｂでそれぞれ独立して温度調整が可能である。クリアランスｃ１、ｃ２の差に応じて第１の領域３３ａと第２の領域３３ｂを調整し、ヒートブロック３３による基板４の加熱効果がクリアランスの差に関わらず一定になっている。ヒートブロック３３は輻射熱により間接的に基板４を加熱するので、基板４の上面とのクリアランスがより大きい第２の領域３３ｂの温度を第１の領域３３ａの温度より高くなるように調整することで、クリアランスが大きくなっても基板４の温度が低下しないようにしている。
【００１５】
なお第２の領域３３ｂを複数の領域に細分化し、各領域を独立して温度管理可能に構成してもよい。このように構成すれば、搬送中の基板４の温度の挙動に応じた細やかな温度管理が可能になり、特に基板搬出装置２０による搬送距離が長くなるほど効果的である。
【００１６】
送りねじ機構４０は、実装テーブル２と基板搬送装置２０に跨ってこれらの上方に配設された水平ねじ４１と、水平ねじ４１を水平軸周りに回転させる水平モータ４２と、水平ねじ４１に螺合し、水平ねじの４１の回転に伴って水平方向に移動する水平ナット４３と、水平ナット４３に配設された鉛直ねじ４４と、鉛直ねじ４４を鉛直軸周りに回転させる鉛直モータ４５と、鉛直ねじ４４に螺合し、鉛直ねじの４４の回転に伴って鉛直方向に移動する鉛直ナット４６とで構成されている。
【００１７】
鉛直ナット４６に取り付けられたアーム３１は、水平ねじ４１の回転によって水平方向に移動し、鉛直ねじ４４の回転によって鉛直方向に移動することができる。アーム３１を主体とする基板移載装置３０は、実装後の基板４を吸着パッド３２で吸着し、実装テーブル２から基板搬送装置２０に移動させ、ポストヒートブロック２５に載置する。
【００１８】
次に搬送中の基板の加熱について図１、図３を参照して説明する。基板搬送装置２０に移送された基板４は、両側部が載置された一対のコンベアベルト２１の駆動によって搬送される。基板４の搬送中、基板移載装置３０は基板４の上方に位置し、ヒートブロック３３の下面と基板４の上面（電子部品３を含む）の間を所定の距離に維持している。ポストヒートブロック２５は、基板４の下面と所定の距離をおいた位置に上面（加熱面）が位置するように高さ調整されている。
【００１９】
基板搬出装置１は、搬送中の基板４をヒートブロック３３とポストヒートブロック２５の輻射熱で加熱するため、基板４の周囲の気密性が熱効率に大きな影響を与える。ここでは、図３に示すように、基板移載装置３０にヒートブロック３３の上方および側方を覆う上カバー３５を設け、基板搬送装置２０に上カバー３５を側方から覆う下カバー２９を設け、基板４の搬送時に上カバー３５と下カバー２９が重なって基板４の周囲に気密性の高い空間３６を形成するようにしている。
【００２０】
次に基板搬出装置が行う基板移送動作について図４、図５を参照して説明する。図４（ａ）において、基板移載装置３０が実装後の基板４を実装テーブル２から基板搬送装置２０に移載する。基板４の上面には電子部品３が実装されており、ヒートブロック３３によって上方から加熱されることで電子部品３と基板４の両方が加熱される。ポストヒートブロック２５は、その上面がコンベアベルト２１の平面部分より上方となる位置に移動しており、基板移載装置３０はポストヒートブロック２５に基板４を直に載置する。ポストヒートブロック２５は輻射加熱より効率のよい直接的な加熱によって基板４を下方から加熱する。
【００２１】
実装後の基板４は、実装テーブル２から基板搬送装置２０への移動中は上方から加熱された状態にあり、基板搬送装置２０に移動した直後はこれに加えて下方から直接加熱され
た状態にある。移動中の基板４は上方から加熱されているだけなので、移動距離を可能な限り短くすることが基板４と電子部品３の温度維持の上で望ましい。そのため、ここでは基板搬送装置２０を実装テーブル２と同じ高さにして基板移載装置３０の昇降距離を短縮するようにしている。
【００２２】
実装テーブル２と同じ高さにある基板搬送装置２０は、それより高い位置にある搬送装置１００と高さを合わせる必要があるため、最初に、図４（ｂ）に示すように基板移載装置３０が上昇し、次に、図５（ａ）に示すように基板搬送装置２０が上昇し、コンベアベルト２１の高さを搬送装置１００のコンベアベルト１０１の高さに合わせる。先に上昇する基板移載装置３０は、基板搬送装置２０が上昇してきたときに基板４の上面（実装されている電子部品３を含む）が吸着パッド３２やヒートブロック３３に接触しないような高さまで上昇しておく。
【００２３】
基板移載装置３０が上昇を開始してから基板搬送装置２０が上昇を完了するまでの間は基板４とヒートブロック３３の距離が広がるため、基板４を上方から加熱する熱効率が低下することになるが、その間はポストヒートブロック２５が下方から直接的に加熱した状態となっているので、基板４および電子部品３の温度が低下することはない。
【００２４】
なお、基板移載装置３０と基板搬送装置２０を一定の間隔を保ちながら同時に上昇させることも可能である。この場合は上昇中も基板４を上方から加熱した状態に維持できるので、時間差をもって上昇させる場合に比べさらに効果的に基板４および電子部品３の温度維持を図ることができる。
【００２５】
図５（ｂ）において、ポストヒートブロック２５を下降させて基板４をコンベアベルト２１に移載する。コンベアベルト２１によって搬送装置１００に向けて搬送中の基板４は、ヒートブロック３３とポストヒートブロック２５によって上下両方向から間接的に輻射加熱された状態にあるので、上面に実装された電子部品３を含め全体の温度が維持される。
【００２６】
この実施の形態において、電子部品３を熱圧着によって基板４に実装する位置、すなわち実装テーブル２が配置された位置が第１の位置であり、基板搬送装置２０が基板移載装置３０から基板４を受け取る位置が第２の位置である。基板移載装置３０は、第１の位置で電子部品３が実装された基板４を第２の位置に移動させる第１の基板移動手段として機能し、基板搬送装置２０は、第２の位置から後工程への搬出位置となる第３の位置に基板４を移動させる第２の基板移動手段として機能する。そして、基板移載装置３０に備えられたヒートブロック３３は、基板４を上方から加熱する上加熱手段として機能し、第１の位置から第２の位置に移動中の基板４を上方から加熱する第１の領域３３ａと、第２の位置から第３の位置に移動中の基板４を上方から加熱する第２の領域３３ｂをそれぞれ独立して温度管理可能に備えている。
【００２７】
本発明によれば、実装後の基板４は基板移載装置３０によって基板搬送装置２０まで移動される間はヒートブロック３３によって上方から加熱され、基板搬送装置２０によって搬出位置に向けて搬送される間はヒートブロック３３とポストヒートブロック２５によって上下両方向から加熱された状態に維持される。従って、基板搬出装置１によれば、実装時の加熱によって膨張した状態で接合された電子部品３と基板４の温度低下を回避することが可能であり、電子部品３と基板４の接合状態を良好に維持したまま後工程に移送することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は電子部品を熱圧着により基板に実装する分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態の基板搬出装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態のヒートブロックの側面図
【図３】本発明の実施の形態の基板搬出装置の一部拡大図
【図４】本発明の実施の形態の基板搬出装置の動作説明図
【図５】本発明の実施の形態の基板搬出装置の動作説明図
【符号の説明】
【００３０】
１  基板搬出装置
３  電子部品
４  基板
２０  基板搬送装置
２５  ポストヒートブロック
３０  基板移載装置
３３  ヒートブロック
３３ａ  第１の領域
３３ｂ  第２の領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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